JP3589752B2 - Frame synchronization circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレーム同期回路に関する。
このフレーム同期回路は、フレーム信号を生成する際に、そのフレーム信号間隔を定めるためのフレームタイミングパルスを、周波数の異なる2系統のフレームタイミングパルスの同期を取って生成するものである。
【0002】
例えば、デジタル移動通信において、2系統のPLL回路の周波数が異なる出力クロックを使用して生成される2系統のフレームタイミングパルスの同期を取る回路に適用されるものである。
【0003】
【従来の技術】
図8に従来のフレーム同期回路のブロック構成図を示し、その説明を行う。この図8に示すフレーム同期回路は、2系統の第1及び第2フレームタイミングパルスFP1,FP2に同期した1つのフレームタイミングパルスFPを生成するものであり、PLL回路1,2と、フレームタイミング生成部3,4と、リタイミング回路5と、セレクタ部6と、フレームカウンタ部7と、同期監視回路8と、同期保護回路9とを具備して構成されている。
【0004】
PLL回路1,2は同じ位相同期用クロック信号CK1から各々異なる周波数の異なるクロック信号CK2,CK3を生成する。フレームタイミング生成部3,4は、そのクロック信号CK2,CK3から各々異なる周期の第1及び第2フレームタイミングパルスFP1,FP2を生成する。
【0005】
リタイミング回路5は、その2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2のパルス幅及び周期を合わせることによって同期を取り、2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2に同期した第3フレームタイミングパルスFP3を生成する。
【0006】
この第3フレームタイミングパルスFP3が、図8に示すセレクタ部6及び同期監視回路8へ供給される。
初期時には、第3フレームタイミングパルスFP3は、セレクタ部6を経由してフレームカウンタ部7に入力される。フレームカウンタ部7ではフレームタイミングパルスFP3の1フレームの周期でフレームタイミングパルスFPを生成する。
【0007】
この生成されたフレームタイミングパルスFPは、求めるフレームタイミングパルスFPとして出力されると共に、同期監視回路8へ供給される。同期監視回路8は、フレームタイミングパルスFP3とFPとのパルス位置を監視し、一致していれば「H」のパルス、不一致であれば「L」のパルスを同期保護回路9へ出力する。
【0008】
同期保護回路9は、N回連続で「H」が入力された場合に同期状態と判断(後方保護)し、「H」の同期状態信号H1をセレクタ部6へ出力し、またM回連続で「L」が入力された場合に同期外れ状態と判断(前方保護)し、「L」の同期状態信号H1をセレクタ部6へ出力する。
【0009】
この同期状態信号H1が、同期状態を示す「H」の場合にセレクタ部6は第3フレームタイミングパルスFP3を選択してフレームカウンタ部7へ出力し、同期外れ状態を示す「L」の場合にフレームタイミングパルスFPを選択してフレームカウンタ部7へ出力する。
【0010】
即ち、フレームカウンタ部7は、同期状態の場合に第3フレームタイミングパルスFP3に同期したパルスをフレームタイミングパルスFPとして出力し、同期外れ状態の場合に前回出力したフレームタイミングパルスFPに同期したフレームタイミングパルスFPを出力する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の前方保護および後方保護によるフレーム同期回路においては、2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2が各々異なったPLL回路1,2より生成されるため、電源投入時の各々のPLL回路1,2の周波数変動により2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2の位相がばらつき、一度同期が確立しても再び同期外れ状態となる場合があり、完全に同期が確立するまで時間がかかる問題と、後方保護段数を多く取らなければならないので同期保護回路9の回路規模が大きくなる問題があった。
【0012】
更に、動作中の温度変化によってPLL回路1,2の出力周波数が変動し、このPLL回路1,2の出力周波数より生成される2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2のパルス位置も変動し、よってリタイミング回路5によるリタイミング後の第3フレームタイミングパルスFP3の出力位置も変動し、結果的に同期外れ状態となる問題があった。
【0013】
更には、その様な温度条件等で発生する周波数変動の場合、本来ならばそのまま同期状態を維持している方が好ましいにもかかわらず、同期状態と同期外れ状態を繰り返す問題が生じる。
【0014】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、温度変化等で発生する周波数変動による同期外れを無くすことができ、また電源投入時の同期確立を極力速くすることができ、更には同期保護回路を小型にすることができるフレーム同期回路を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
図1に本発明のフレーム同期回路の原理図を示す。このフレーム同期回路は、2系統のPLL処理によって生成される各々周波数の異なるクロック信号からフレーム同期を取るための第1及び第2フレームパルスを生成した後、第1及び第2フレームパルスに同期した1つの第3フレームパルスFP3を生成するリタイミング手段100と、第3フレームパルスFP3と最終段で得られるフレームタイミングパルスFPとの何れかを同期状態信号に応じて選択するセレクタ手段6と、セレクタ手段6で選択されたパルスの1周期間隔でフレームタイミングパルスFPを生成するフレームカウンタ手段7と、第3フレームパルスFP3とフレームタイミングパルスFPとの一致/不一致の判定を行う同期監視手段8と、同期監視手段8の判定結果の一致が所定数連続した場合に同期状態を示す同期状態信号を出力し、不一致が所定数連続した場合に同期外れ状態を示す該同期状態信号を出力する同期保護を行う第1同期保護手段9とを有し、セレクタ手段6が同期状態信号が同期状態を示す場合に第3フレームパルスFP3を選択し、同期外れ状態を示す場合にフレームタイミングパルスFPを選択するものであって、本発明の特徴は、フレームタイミングパルスFPに同期した所定パルス幅のアパーチャ信号を生成するアパーチャ生成手段11と、アパーチャ信号に第3フレームパルスFP3が納まっていれば同期状態、納まっていなければ同期外れ状態と判定し、この判定結果を第1同期保護手段9へ出力する処理を行い、同期状態信号が同期状態を示す場合に先の処理を開始し、同期外れ状態を示す場合に先の処理を停止する第2同期保護手段10とを具備して構成したことにある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図2は本発明の一実施形態によるフレーム同期回路のブロック構成図である。この図において図8に示した従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0017】
図2において、10は同期保護回路、11はアパーチャ生成部である。また、この実施形態においてはリタイミング回路5を図3に示すように、フリップフロップ(FF)31,32,33,34と、アンド回路35,36とを具備する構成とした。
【0018】
図3に示すリタイミング回路5の動作を、図4を参照して説明する。
第1フレームタイミングパルスFP1は、FF31にデータとして供給され、この供給データが第2フレームタイミングパルスFP2に同期したクロック信号CK3でトリガされる。
【0019】
このトリガによってFF31に保持されたデータが、反転出力端XQから出力され、FF32に供給され、この供給データがクロック信号CK3でトリガされて保持される。このFF32のXQからのデータと、前記したFF31のXQからのデータとがアンド回路35で論理積が取られることによって、図4に示すデータD1が出力される。
【0020】
このデータD1の「H」レベル部分は、第1フレームタイミングパルスFP1と同周期で、かつパルス幅が第2フレームタイミングパルスFP2と同じものとなる。
【0021】
データD1がFF33のクロック端CLKに入力されると、FF33はそのデータD1の立ち上がりエッジで「H」のデータを保持して出力する。この出力データD2はアンド回路36に供給される。
【0022】
一方、第2フレームタイミングパルスFP2がアンド回路36に供給され、前記したデータD2の「H」部分との論理積が取られることによって、第1フレームタイミングパルスFP1と同周期で、第2フレームタイミングパルスFP2と同位相なパルスである第3フレームタイミングパルスFP3が生成される。
【0023】
図2に示すアパーチャ生成部11は、フレームカンウタ部7から出力されるフレームタイミングパルスFPのパルス部分を検出し、この検出パルス部分の前後に所定時間分の幅を取って「H」レベル部分を形成したアパーチャ信号A1を生成するものである。
【0024】
同期保護回路10は、アパーチャ信号A1の「H」部分に第2フレームタイミングパルスFP3が納まっていれば同期状態と判断するものであり、同期状態信号H1が同期外れを示す「L」の時に動作せず、「H」の時に動作するようになっている。
【0025】
また同期保護回路9にはオア回路13を介して同期保護回路10の同期状態を示す出力信号と、同期監視回路8の出力信号との論理和結果が入力されるようになっている。
【0026】
このような構成において、例えばフレーム同期回路が電源投入直後の状態にあり、同期外れ状態にある時には、同期状態信号H1が「L」となるので同期保護回路10は動作せず、フレーム同期の保護は同期保護回路9によって行われる。
【0027】
ここで、N回の同期状態が同期保護回路9によって検出されると同期状態信号H1が「H」となり同期保護回路10が作動する。
一方、アパーチャ生成部11に、フレームカウンタ部7より供給されるフレームタイミングパルスFPが入力されると、アパーチャ信号A1によって特定の幅のアパーチャを開きそれを同期保護回路10に入力する。
【0028】
同期保護回路10は、フレームタイミングパルスFP3がアパーチャ内に検出されるか監視を行い、検出されたときにはオア回路13を介して同期保護回路9へ「H」のパルスを出力する。
【0029】
この場合、同期監視回路8の出力信号は無視されることになり、同期保護回路9では入力信号が「H」である限り「H」の同期状態信号H1を出力するので、結果的に同期の前方保護が同期保護回路10に切り替わることになり、同期保護回路10でアパーチャ方式の前方保護が行われる。
【0030】
ここで、フレームタイミングパルスFP3がアパーチャ内に検出されなかった場合、同期保護回路10は「L」のパルスを出力する。この場合、同期監視回路8から出力されるパルスが有効となり、同期の保護は同期保護回路9に再び切り替わる。
【0031】
従って、電源投入時のPLL回路1,2の出力周波数変動による2系統のフレームタイミングパルスFP1,FP2の位相変動で、リタイミング後のフレームタイミングパルスFP3の位相も変動した場合は、従来例から存在する同期保護回路9だけではPLL回路1,2が安定するまで同期/同期外れの状態を繰り返すが、本実施形態で追加された同期保護回路10により、一度同期保護回路9で同期が確立されるとアパーチャ内でのフレームタイミングパルスFP3の変動が同期していると見なせるため、結果的に電源投入時からの同期確立時間を短縮できる事ができる。
【0032】
また、動作中の温度変化によるフレームタイミングの位相変動が発生した場合でも、フレームタイミングパルスFP3がアパーチャ内に検出されているかぎり同期しているとみなせるので不必要な同期外れを回避する事ができる。
【0033】
図2に示すアパーチャ生成部11は、例えば図5に符号40で示すようにROMを用いて構成することができる。また、同期監視回路8、同期保護回路9及び10は例えば図6に示す回路構成とすることができる。即ち、図6に示すように、同期監視回路8は、アンド回路43を用い、同期保護回路10はFF45を用い、同期保護回路9は、n段のシフトレジスタ構成のFF47,48,49と、ナンド回路50,51,52,53とを用いて構成されている。
【0034】
この動作を図7のタイミングチャートを参照して説明する。図2に示す第3フレームタイミングパルスFP3はフレームカウンタ部7に入力され、フレームカウンタ部7はフレームタイミングパルスFP3と同周期のフレームタイミングパルスFPを生成する。
【0035】
そして同期監視回路8であるアンド回路43はパルスFP3とFPの論理積を取り、これをデータD3として出力し、オア回路13に入力する。オア回路13のもう一方の入力には同期保護回路10であるFF45からの信号が入力されるが、今は同期が確立していない状態つまりナンド回路52から出力される同期状態信号H1が「L」の場合であり、FF45からは「L」の信号が出力されているので、データD3のがそのまま同期保護回路9のFF47へ入力される。
【0036】
ここで各FF47〜49及びナンド回路50,51によって、N段の後方保護及びM段の前方保護をとり、その結果をナンド回路52,53に入力する。ここでナンド回路52,53の動作はN段の後方保護条件をみたすと「H」レベル、M段の前方保護条件を満たすと「L」レベルの同期状態信号H1を出力する。
【0037】
同期状態信号H1が「H」になると、FF45のリセット(RESET)が解除される。一方アパーチャ信号A1はフレームカウンタ部7の出力データをアドレスとして図5に示すROM40に入力し、図7に示すようなフレームタイミングパルスFP3が入力されると思われる位置に「H」レベルの特定の幅のアパーチャを広げる。
【0038】
そしてFF45においてこのアパーチャをフレームタイミングパルスFP3でトリガし、この出力データをオア回路13に入力する。つまり、フレームタイミングパルスFP3がアパーチャ内に収まっている間は「H」を出力し、アパーチャから外れると「L」を出力する。
【0039】
FF45の出力が常に「H」の時は、オア回路13の出力は「H」であるから、アンド回路43の出力、つまりフレームパルスFP3とFPの位置が一致していなくても、FP3の変動がアパーチャ内に収まる範囲であるならば同期状態にあると判断できる。
【0040】
このアパーチャの幅をPLLの動作中の周波数変動に耐えることができる幅に設定することにより、PLLの周波数変動による同期外れを回避できる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフレーム同期回路によれば、温度変化等で発生する周波数変動による同期外れを無くすことができ、また電源投入時の同期確立を極力速くすることができ、更には同期保護回路を小型にすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施形態によるフレーム同期回路のブロック構成図である。
【図3】リタイミング回路の構成を示す図である。
【図4】図3に示すリタイミング回路の動作説明タイミングチャートである。
【図5】図2に示すアパーチャ生成部にROMを用いた場合の構成図である。
【図6】図2に示す主要部の具体回路図である。
【図7】図5及び図6の動作説明タイミングチャートである。
【図8】従来のフレーム同期回路のブロック構成図である。
【符号の説明】
6 セレクタ手段
7 フレームカウンタ手段
8 同期監視手段
9 第1同期保護手段
10 第2同期保護手段
11 アパーチャ生成手段
100 リタイミング手段
FP3 第3フレームパルス
FP フレームタイミングパルス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame synchronization circuit.
When generating a frame signal, the frame synchronization circuit generates a frame timing pulse for determining a frame signal interval by synchronizing two types of frame timing pulses having different frequencies.
[0002]
For example, in digital mobile communication, the present invention is applied to a circuit that synchronizes two frame timing pulses generated using output clocks having different frequencies of two PLL circuits.
[0003]
[Prior art]
FIG. 8 shows a block diagram of a conventional frame synchronization circuit, and its description will be given. The frame synchronization circuit shown in FIG. 8 generates one frame timing pulse FP synchronized with the two systems of the first and second frame timing pulses FP1 and FP2. It includes
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
This third frame timing pulse FP3 is supplied to the
At the initial stage, the third frame timing pulse FP3 is input to the
[0007]
The generated frame timing pulse FP is output as a desired frame timing pulse FP and is supplied to the
[0008]
When "H" is input N times in a row, the
[0009]
When the synchronization state signal H1 is "H" indicating the synchronization state, the
[0010]
That is, the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional frame synchronization circuit using the front protection and the rear protection, two frame timing pulses FP1 and FP2 are generated by
[0012]
Further, the output frequency of the
[0013]
Furthermore, in the case of frequency fluctuations occurring under such a temperature condition or the like, there is a problem that the synchronized state and the out-of-synchronization state are repeated even though it is originally preferable to maintain the synchronized state.
[0014]
The present invention has been made in view of such a point, it is possible to eliminate out-of-synchronization due to frequency fluctuations caused by temperature changes and the like, and it is possible to make synchronization at power-on as fast as possible. An object of the present invention is to provide a frame synchronization circuit capable of reducing the size of a synchronization protection circuit.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 shows a principle diagram of a frame synchronization circuit of the present invention. This frame synchronization circuit synchronizes with the first and second frame pulses after generating first and second frame pulses for synchronizing frames from clock signals having different frequencies generated by two systems of PLL processing. Retiming means 100 for generating one third frame pulse FP3; selector means 6 for selecting one of the third frame pulse FP3 and the frame timing pulse FP obtained in the final stage according to a synchronization state signal; A frame counter means 7 for generating a frame timing pulse FP at one cycle interval of the pulse selected by the
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram of a frame synchronization circuit according to an embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to the respective parts of the conventional example shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0017]
In FIG. 2,
[0018]
The operation of the
The first frame timing pulse FP1 is supplied as data to the
[0019]
The data held in the
[0020]
The "H" level portion of the data D1 has the same cycle as the first frame timing pulse FP1 and has the same pulse width as the second frame timing pulse FP2.
[0021]
When the data D1 is input to the clock terminal CLK of the
[0022]
On the other hand, the second frame timing pulse FP2 is supplied to the AND
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Further, the result of the logical sum of the output signal indicating the synchronization state of the
[0026]
In such a configuration, for example, when the frame synchronization circuit is in a state immediately after the power is turned on and is out of synchronization, the
[0027]
Here, when the synchronization state N times is detected by the
On the other hand, when the frame timing pulse FP supplied from the
[0028]
The
[0029]
In this case, the output signal of the
[0030]
Here, when the frame timing pulse FP3 is not detected in the aperture, the
[0031]
Therefore, if the phase of the frame timing pulse FP3 after retiming also fluctuates due to the phase fluctuation of the two frame timing pulses FP1 and FP2 due to the output frequency fluctuation of the
[0032]
Further, even when a frame timing phase change due to a temperature change during operation occurs, it can be regarded as synchronized as long as the frame timing pulse FP3 is detected in the aperture, so that unnecessary loss of synchronization can be avoided. .
[0033]
The
[0034]
This operation will be described with reference to the timing chart of FIG. The third frame timing pulse FP3 shown in FIG. 2 is input to the
[0035]
The AND
[0036]
Here, the N-stage rear protection and the M-stage front protection are performed by the
[0037]
When the synchronization state signal H1 becomes “H”, the reset (RESET) of the
[0038]
The aperture is triggered by the frame timing pulse FP3 in the
[0039]
When the output of the
[0040]
By setting the width of the aperture to a width that can withstand the frequency fluctuation during the operation of the PLL, it is possible to avoid the loss of synchronization due to the frequency fluctuation of the PLL.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the frame synchronization circuit of the present invention, it is possible to eliminate out-of-synchronization due to frequency fluctuations caused by temperature changes and the like, and to make synchronization establishment at power-on as fast as possible. There is an effect that the synchronization protection circuit can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a frame synchronization circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a retiming circuit.
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the retiming circuit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a configuration diagram when a ROM is used for the aperture generation unit shown in FIG. 2;
FIG. 6 is a specific circuit diagram of a main part shown in FIG. 2;
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of FIGS. 5 and 6;
FIG. 8 is a block diagram of a conventional frame synchronization circuit.
[Explanation of symbols]
6 selector means 7 frame counter means 8 synchronization monitoring means 9 first synchronization protection means 10 second synchronization protection means 11 aperture generation means 100 retiming means FP3 third frame pulse FP frame timing pulse
Claims (5)
前記フレームタイミングパルスに同期した所定パルス幅のアパーチャ信号を生成するアパーチャ生成手段と、
該アパーチャ信号に前記第3フレームパルスが納まっていれば同期状態、納まっていなければ同期外れ状態と判定し、この判定結果を前記第1同期保護手段へ出力する処理を行い、前記同期状態信号が前記同期状態を示す場合に該処理を開始し、前記同期外れ状態を示す場合に該処理を停止する第2同期保護手段とを具備したことを特徴とするフレーム同期回路。After generating first and second frame pulses for synchronizing frames from clock signals having different frequencies generated by the two systems of PLL processing, one third frame synchronized with the first and second frame pulses is generated. Retiming means for generating a pulse; selector means for selecting one of the third frame pulse and the frame timing pulse obtained in the final stage according to a synchronization state signal; Frame counter means for generating the frame timing pulse at one cycle interval, synchronization monitoring means for determining whether the third frame pulse matches the frame timing pulse, and coincidence which is a result of the synchronization monitoring means The synchronization status signal indicating the synchronization status is output when a predetermined number of consecutive errors occur. First synchronization protection means for performing synchronization protection for outputting the synchronization state signal indicating an out-of-sync state, wherein the selector means selects the third frame pulse when the synchronization state signal indicates a synchronization state; In a frame synchronization circuit that selects the frame timing pulse when indicating an out-of-sync state,
Aperture generating means for generating an aperture signal having a predetermined pulse width synchronized with the frame timing pulse,
If the third frame pulse is included in the aperture signal, the synchronization state is determined. If the third frame pulse is not included, an out-of-synchronization state is determined. A process of outputting the determination result to the first synchronization protection unit is performed. A frame synchronization circuit comprising: a second synchronization protection unit that starts the processing when the synchronization state is indicated, and stops the processing when the synchronization state is lost.
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